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Title: An Educational process for teaching-learning programming with educacional robotics in high school
Other Titles: Um processo educacional para o ensino-aprendizagem de programação com Robótica educacional no ensino médio
???metadata.dc.creator???: SOUZA, Isabelle Maria Lima.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ANDRADE, Wilkerson de Lucena.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: CAMPOS, Lívia Maria Rodrigues Sampaio.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FIGUEIREDO, Jorge Cesar Abrantes de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: ARAÚJO, Eliane Cristina de
???metadata.dc.contributor.referee3???: GONCALVES, Luiz Marcos Garcia.
???metadata.dc.contributor.referee4???: BITTENCOURT, Roberto Almeida.
Keywords: Metodologia e Ciências da Computação;Educacional Robotics;Computacional Thinking;Teaching-Learning Programming;Robótica Educacional;Pensamento Computacional;Programação de Ensino-Aprendizagem
Issue Date: 5-Feb-2024
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SOUZA, Isabelle Maria Lima. An Educational process for teaching-learning programming with educacional robotics in high school 2024. 178 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação). Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024.
???metadata.dc.description.resumo???: Este estudo propõe e investiga o impacto de um processo educacional validado para ensinoaprendizagem de programação com Robótica Educacional (RE) no desenvolvimento do Pensamento Computacional (PC) em estudantes do Ensino Médio. A abordagem proposta integra ER na programação de ensino-aprendizagem, com o objetivo de melhorar a eficácia do ensino e o desenvolvimento de habilidades de PC. Enquadrado na Pesquisa em Design Educacional, o estudo aborda três aspectos principais: 1) A facilitação da aquisição de habilidades de PC por meio da programação com ER, 2) A conformidade do processo educacional na perspectiva de um especialista, e 3) O impacto do ensino-aprendizagem de programação com ER nas habilidades de CT dos alunos. A pesquisa culmina em insights sobre o processo educacional proposto, denominado CTProgER. Apoiado na Teoria Antropológica do Didático e validado através do método Delphi e de um estudo de intervenção, o CTProgER integra o Teste de PC de Román-Gonzalez para avaliar o impacto das competências de PC. O CTProgER conceitua seis momentos didáticos e operacionaliza uma Instituição [I] como espaço de ensino, vinculando o Objeto de entrada (O) representativo do conhecimento a ser ensinado aos indivíduos (X) com o desenvolvimento das relações R(X,O). Além disso, instâncias específicas (O Robô Faxineiro, O Robô Contador e O Robô Motorista) foram desenvolvidas em alinhamento com as diretrizes do CTProgER, abordando aspectos de programação e robótica. Um experimento de duas rodadas do método Delphi envolveu especialistas para validar o CTProgER e suas instâncias, refinando estratégias de validação e garantindo o alinhamento com as diretrizes do CTProgER. Finalmente, um estudo de intervenção avaliou a eficácia do CTProgER entre alunos do Ensino Médio Técnico e Profissional em Informática, demonstrando melhorias significativas nas habilidades de PC. A principal contribuição desta tese é o desenvolvimento e disponibilização de um processo educativo validado especificamente concebido para o ensino-aprendizagem de robótica, com foco central na melhoria da PC. Alunos e professores do ensino secundário podem beneficiar da implementação da abordagem CTProgER, promovendo a compreensão da promoção da CT através da programação de ensino-aprendizagem com robótica. Controle preditivo neural aplicado a processos de secagem e cura de pintura automotiva.
Abstract: This thesis investigates the impact of the educational process for teaching-learning programming with Educational Robotics (ER) on the development of computational thinking (CT) among High School students. Toward this direction, it proposes an approach integrating ER into teaching-learning programming to enhance teaching effectiveness and CT skill development. Framed within Educational Design Research, the study addresses three key aspects: 1) The facilitation of CT skill acquisition through programming with ER, 2) The conformity of the educational process from an expert’s perspective, and 3) The impact of teaching-learning programming with ER on students’ CT skills. The research culminates in insights into the proposed educational process, named CTProgER. Supported by the Anthropological Theory of the Didactic and validated through the Delphi method and an intervention study, the CTProgER integrates the Román-Gonzalez CT Test to assess CT skills impact. The CTProgER conceptualizes six didactic moments and operationalizes an Institution [I] as the teaching space, linking input Object (O) representing knowledge to be taught to individuals (X) with the development of relations R(X,O). Additionally, specific instances (“The Cleaning Robot”, “The Accountant Robot”, and “The Driver Robot”) were developed in alignment with CTProgER guidelines, addressing programming and robotics aspects. A two-round Delphi method experiment engaged experts to validate CTProgER and its instances, refining strategies for validation and ensuring alignment with CTProgER guidelines. Finally, an intervention study evaluated CTProgER effectiveness among Computer Technical and Vocational High School students, demonstrating significant improvements in CT skills. The main contribution of this thesis is the development and availability of the validated educational process specifically designed for robotics teaching-learning, with a central focus on enhancing CT. High School students and teachers can benefit from implementing the CTProgER approach, fostering an understanding of promoting CT through teaching-learning programming with robotics.
Keywords: Metodologia e Ciências da Computação
Educacional Robotics
Computacional Thinking
Teaching-Learning Programming
Robótica Educacional
Pensamento Computacional
Programação de Ensino-Aprendizagem
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciências da Computação
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36483
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